光脉冲在光纤喇曼放大器中传输特性的研究

摘要

作为下一代光放大器的理想选择，研究光纤喇曼放大器有重大意义。当前，对宽带连续信号的光纤喇曼放大器的研究已经比较成熟，脉冲型信号的光纤喇曼放大器研究也正在进行中。 本论文正是基于此，做了关于光纤喇曼放大器的相关研究，研究较为系统，重点放在了脉冲信号光纤喇曼放大器的研究，也着重做了与此相关的一些实验。 论文的主要内容如下： 1.回顾光通信和光纤放大器的发展和现状，着重讨论了光纤喇曼放大器的发展和趋势； 2.研究光纤喇曼放大器的基本原理、性能指标、分类结构、连续信号和脉冲信号在光纤喇曼放大器中的理论模型，并且针对喇曼阈值进行了讨论； 3.对连续信号光纤喇曼放大器进行了仿真计算研究，提出了求解常微分方程组两点边值问题的方法，探讨光纤喇曼放大器各个参量的影响，并结合起来对光子晶体光纤做增益介质的可行性进行了研究，采用了单信道和多信道模型； 4.针对脉冲光在光纤中传输的模型对光纤中脉冲展宽，非线性效应及其互作用进行了仿真研究，同时，将这些脉冲现象引入光纤喇曼放大器进行研究，模拟了DCF喇曼放大器的色散补偿和放大特性，并针对啁啾脉冲在喇曼放大器中的现象进行了初步猜测讨论。 5.进行了有效喇曼增益系数测量的实验，并且针对光纤喇曼放大器中会出现的脉冲展宽，自相位调制，受激布里渊散射进行了实验研究，最后验证了DCF喇曼放大器的色散补偿和放大作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 光纤通信的发展与现状

1.2 光纤放大器的研究和进展

1.3 采用喇曼放大的意义

1.4 光纤喇曼放大器的发展状况

1.5 本论文的主要内容

第二章 光纤喇曼放大器的基本理论研究

2.1 光纤喇曼放大器的基本原理

2.2 光纤喇曼放大器的性能指标

2.3 光纤喇曼放大器的分类和简化结构

2.4 光纤喇曼放大器的理论模型

2.5 喇曼闽值的讨论

第三章 光纤喇曼放大器仿真及关于光子晶体光纤做增益介质的讨论

3.1 基于单信号模型的参数讨论

3.2 光纤喇曼放大器的多信号模型及仿真

3.2.1 增益和噪声的仿真求解

3.2.2 光纤喇曼放大器的仿真

3.3 光子晶体光纤的介绍及其计算方法

3.4 应用于光纤喇曼放大器中所需要解决的光子晶体光纤的参数

3.5 关于光子晶体光纤作为增益介质的讨论

3.5.1 有效喇曼增益系数

3.5.2 损耗的影响

3.5.3 泵浦光功率

3.5.4 现有的低损耗的光子晶体光纤与DCF的比较

3.5.5 运用多信号仿真模型再次对上述光纤进行比较

第四章 脉冲在光纤中的传输以及脉冲喇曼放大器的相关讨论

4.1 非线性薛定谔方程的求解

4.2 光纤传输过程中的色散和非线性效应

4.2.1 色散效应

4.2.2 自相位调制和交叉相位调制

4.3 光脉冲在光纤喇曼放大器中的传输

4.3.1 脉冲在光纤喇曼放大器中传输的耦合方程

4.3.2 用脉冲波方程取代连续波方程的必要性

4.3.3 GVD参量和初始脉冲宽度对光纤喇曼放大器脉冲展宽的影响

4.3.4 做色散补偿的DCF喇曼放大器

4.3.5 带啁啾的脉冲信号在光纤喇曼放大器中传输的讨论

第五章 喇曼放大器实验研究

5.1 光纤喇曼增益系数曲线的测定

5.2 脉冲在光纤喇曼放大器中的传输实验

5.2.1 实验仪器

5.2.2 实验光路

5.2.3 实验结果与分析

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢